飞行员机动飞行过程中颈椎动力学响应仿真及损伤预测

摘要：

目的 采用有限元方法针对典型机动飞行动作过程中飞行员颈椎动力学响应进行仿真,并采用冲击损伤及疲劳损伤模型对飞行员颈椎组织损伤失效进行分析预测.方法 构建具有较高生物仿真度的颈部有限元模型,结合实例对模型的有效性进行验证.加载离心训练机不同模式下的过载曲线进行数值仿真,并采用通用颈椎损伤判定准则和生物组织疲劳损伤模型对组织的冲击损伤及疲劳损伤进行预测分析.结果 机动飞行动作下,过载冲击产生的椎骨、椎间盘最大应力分别为66.53、58.63 MPa,根据Nij损伤准则计算得到最大Nij为0.096,低于损伤耐受阈值1,不会对颈椎骨组织造成直接的急性损伤;引用生物组织疲劳损伤模型得知,松质骨在不间断重复加载超过40 000次的情况下发生疲劳失效破坏,考虑到飞行员有限的飞行生涯,椎骨骨组织不会因疲劳损伤积累而导致破坏.结论 研究结果在一定程度上有助于制定飞行员训练和飞行方案,也为其防护装备开发提供数据支持.

关键词：机动飞行、有限元分析、颈椎、冲击损伤、疲劳损伤

所属期刊栏目：37

分类号：R318.01(医用一般科学)

资助基金：国家重点研发计划;河南省高等学校重点科研项目

在线出版日期：2022-06-29（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共6页

页码：262-267